Development of a Hall-thruster Propulsion Controller for Science Technology Satellite-3

The Propulsion Control Module(PCM) of Hall-thruster Propulsion System(HPS) for Science and Technology Satellite-3 (STSAT-3) has the flow control accuracy of less than ${\pm}$3% and the pressure control accuracy of less than ${\pm}$5%. The pressure controller adjusts pressure around the set point by using a Proportional Flow Control Valve (PFCV) and a high pressure transducer, while the flow controller regulates the flow rate using PFCV and the anode current telemetry of the Hall Thruster. The controllers are chosen as the Proportional and Integral(PI) type, and the PI gains are tuned based on the Matlab simulations. The result of the PCM test had the flow control accuracy of less than ${\pm}$1.87% and the pressure control accuracy of less than ${\pm}$5%. This paper describes the design, realization, and performance test results of the PCM.

과학기술위성3호 홀 추력 제어기 개발

과학기술위성3호(STSAT-3)용 홀추력시스템(HPS)의 추력제어모듈(PCM)은 압력정밀도 5%이하와 유량정밀도 3%이하를 목표로 한다. 압력제어기는 비례유량제어밸브(PFCV)와 저압압력센서를 사용하여 목표압력을 제어하도록 하고, 유량제어기는 PFCV와 홀추력기의 에노우드(anode) 전류를 이용하여 유량을 조절한다. 제어형태로는 비례,적분(PI) 제어기를 선택하고, PI 이득은 Matlab 시뮬레이션을 통하여 정한다. 시험결과 압력정밀도 <${\pm}$5%와 유량정밀도 <${\pm}$1.87%를 얻었다. 본 논문은 홀추력 제어모듈의 설계, 구현, 그리고 성능시험 결과를 기술한다.